数据通信的基础知识1

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1、2021/10/112.5多路复用技术复用——多个信息源共享一个公共传输线路复用的目的：提高线路的利用率（节省线路成本）四种传输线路复用方式频分复用FDM时分复用TDM波分复用WDM码分复用CDMA2021/10/122.5多路复用技术2.5.1频分多路复用FDM(FrequencyDivisionMultiplexing)FDM是把信道的可用频带分成多个互不交叠的频段（带），每个信号占其中一个频段。接收时用适当的滤波器分离出不同信号，分别进行解调接收。2021/10/132.5多路复用技术典型应用——适用于模拟信号1）无线电广播2）CATVCATV电缆的带宽大约是500MHz，可

2、传送80个频道的电视节目每个频道6MHz的带宽中又划分为声音子通道、视频子通道和彩色子通道每个频道两边都留有一定的警戒频带，防止相互串扰3）宽带接入，如ADSL，电缆带宽划分为不同方向上的两个子频带2021/10/142.5多路复用技术频分多路复用信道群体系标准：1）国际电信联盟ITU标准一个基群信道（简称基群）包含12路音频信道（音频信道：4KHz）一个超群包含5个基群，即60路音频信道一个主群包含5个超群，即300路音频信道2）美国贝尔系统的标准一个主群包含10个超群，即600路音频信道一个巨群包含6个主群，即3600路音频信道2021/10/152.5多路复用技术2.5.2时

3、分多路复用TDM（TimeDivisionMultiplexing）原理：当物理信道可支持的比特传输速率超过单个原始信号要求的数据传输速率时，可以将该物理信道划分成若干时间片，并将各个时间片轮流地分配给多路信号，使得它们在时间上不重叠。时分多路复用主要用于数字信道的复用时分多路复用一般用于按字符传输的场合TDM又分为同步时分复用（SynchronousTimeDivisionMultiplexing，STDM）和异步时分复用（AsynchronousTimeDivisionMultiplexing，ATDM）同步时分复用STDM（SynchronousTimeDivisionMul

4、tiplexing）STDM原理采用固定的时间片分配方式；将传输信号的时间按特定长度连续地划分成特定时间段（一个周期）；再将每一时间段划分成等长度的多个时隙（时间片）；然后每个时隙以固定的方式分配给各路数字信号，各路数字信号在每一时间段都顺序分配到一个时隙。STDM优点接收端可以按约定的时间关系恢复各子通道的信息流，实现简单。STDM缺点在同步时分复用方式中，时隙预先分配且固定不变，无论时隙拥有者是否传输数据都占有一定时隙，形成了时隙浪费，其时隙的利用率很低。异步时分复用ATDM（AsynchronousTimeDivisionMultiplexing）异步时分复用技术又被称为统计

5、时分复用，它能动态地按需分配时隙，避免每个时间段中出现空闲时隙。ATDM原理在发送端，多路复用器依次循环扫描各个子通道若某个子通道有信息要发送则为它分配一个时隙当用户暂停发送数据时，则不给它分配时隙，即直接跳过该通道没有空闲时隙在线路上传播ATDM优点在异步时分复用方式中，除最后一个段外，其他所有段均不会出现空闲的时隙，从而提高了资源的利用率，也提高了传输速率。ATDM缺点接收端分配器的工作较难，所以需要在每个时隙加入一个控制域，以指示该时隙是属于哪个子通道的。2.5.3波分多路复用WDM（WaveDivisionMultiplexing）光纤传送技术原理：在一定的波长频带上将输入

6、的光信号调制在特定的波长频率上波长复用器将调制后的信号复用在一根光纤上进行传送接收端将收到的复用信号经过分离或解复用出不同的波长，由不同的检测器将各自的光信号转换成电信号，或者直接获取各自的波长信号，将它们连接到其他的WDM线路上2021/10/1112.5多路复用技术2.5.4码分多路复用CDMA(CodingDivisionMultiplexingAccess)码分多路复用又称为码分多址CDMA也是一种共享线路的方法，每个用户可在同一时间使用同样的频带进行通信（占用相同时间相同带宽），但使用基于码型的分割线路方法，即每个用户分配一个地址码，各个码型互不重叠（地址码信号的波形各不

7、相同），通信各方之间不会相互干扰抗干扰能力强、保密性好CDMA原理的预备知识假定每个信息位的时间宽度为T每个T时间再被划分为n个小时间片，每个小时间片的长度为T/n，这时的T时间宽度称为码片CDMA中每一个站点都分配有一个n位的码片向量，即地址码在共享线路的系统中若有N个站点，则N个站点的地址码必两两相互正交，即内积为0假设用Ci及Cj表示地址码矢量（地址码的元素只有1和-1），而Ci及Cj表示地址码的反码，且所有的站点地址码都是正交的，则地址码矢量内积表示为：CDM